KR20130043481A - 마운트와 서브프레임의 결합구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 서로 이격된 전방멤버와 후방멤버의 양측끝단이 각각 좌측멤버와 우측멤버로 연결되어 사각 프레임 형상을 이루도록 형성되는 서브프레임과, 엔진과 트랜스미션을 지지하며 고정시키도록 상기 서브프레임의 양측에서 장착되며 하부에 레그가 형성된 마운트의 결합구조에 있어서, 상기 마운트의 레그가 볼팅되도록 볼팅홀이 형성되되, 상기 서브프레임의 외측방향으로 부분돌출되도록 서브프레임에 장착되고 돌출된 부분에는 체결홀이 형성된 마운트브라켓;을 포함하고, 상기 서브프레임은 전방에서부터 후방측으로 열을 이루도록 형성된 두 개 이상의 결합지점들에서 좌측멤버와 우측멤버가 차체의 하부에 볼팅되되, 상기 마운트브라켓은 체결홀이 결합지점 중 하나를 형성하도록 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 종래의 구조와 대비하여 부품 수를 줄일 수 있는 효과가 있으며 입력점 강성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

마운트와 서브프레임의 결합구조{Assembly structure of mout and subframe}
본 발명은 마운트와 서브프레임의 결합구조에 관한 것으로 더욱 상세하게는 엔진마운트(또는 트랜스미션마운트)의 입력점 강성을 증대시키고 부품수의 축소가 가능하도록 서브프레임의 센터마운팅브라켓과 마운트의 부설용 브라켓이 일체화된 구조를 갖도록 구성된 엔진마운트와 서브프레임의 결합구조에 관한 것이다.
승용차량들은 프레임바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크바디가 주로 사용된다. 모노코크바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서 차체에 엔진을 포함한 파워트레인이 직접 장착된다. 따라서, 상기 모노코크바디는 차체 자체가 프레임 기능을 하여 서스펜션 및 섀시 부품들이 각각 장착되나, (엔진과 트랜스미션 및 디퍼렌셜기어가 통합적으로 결합되어 구성된) 파워트레인의 진동이 직접적으로 차체에 전달되는 것을 방지하며 차량 충돌시 충격을 분산하기 위하여 차량의 하부에 서브프레임(subframe)이 장착된다.
상기 서브프레임은 서스팬션 스트럿(strut) 및 너클 등과 같은 조향장치 및 현가장치 등이 연결될 수 있도록 차체 하부(더 상세하게는 차체를 구성하며 엔진룸의 양측으로 위치하게 되는 사이드멤버의 하부)에 장착된다. 서브프레임이 장착된 차량은 일반적으로 3 곳(3점식 마운트 방식) 또는 4 곳(4점식 마운트 방식)에서 엔진마운트(엔진과 결합되는 마운트)와 트랜스미션마운트(트랜스미션과 결합되는 마운트) 및 롤로드와 같은 마운팅부재들을 통해 파워트레인을 지지한다. 즉, 차체의 양측에서 두 개의 마운트가 각각 장착되어 파워트레인의 하중을 지지하는 구조를 가지며, 상기 롤로드는 파워트레인의 변위(displacement) 제어 및 진동 감쇠를 분담하도록 서브프레임의 장착된다.
한편, "井" 모양을 갖는 사각형상의 서브프레임에 있어서 종래의 방식으로 상기 마운트들이 결합된 모습은 도 1 에 도시된 바와 같다. 도시된 바와 같이, 상기 서브프레임은 전방멤버와 후방멤버의 양측 끝단이 우측멤버와 좌측멤버로 연결되는 사각 프레임 형상으로서 좌측멤버와 우측멤버가 차체의 하부에 각각 장착된다. 그리고, (차체와의 결합을 위한) 볼팅 체결을 위해서 상기 좌측멤버와 우측멤버에는 전후 방향을 따라 세 개의 결합지점(볼트가 삽입되는 지점)이 형성된다. 가장 전방측(차량에 장착된 위치를 기준으로서 도면상 윗쪽)에 위치한 제1결합지점은 전방멤버의 양측 끝단에 추가적으로 결합된 프런트브라켓에 각각 형성되며, 제2결합지점은 좌측멤버와 우측멤버에 형성된 센터브라켓에 형성되고, 제3결합지점은 좌측멤버와 우측멤버의 후방측 끝단에 각각 형성된다. 아울러, 상기 서브프레임에는 엔진과 트랜스미션을 지지하며 고정시키도록 마운트들이 장착되되 상기 마운트들이 볼팅되어 고정되도록 3점식 브라켓이 분할되어 장착된다. 3점식 브라켓은 마운트의 하부에 장착된 세 개의 레그(leg)들이 볼팅되도록 각각에 볼팅홀이 형성된 구조를 갖는다.
이러한 서브프레임의 크기 및 형상은 차량 엔진룸의 레이아웃 배치에 따라(가령, 조향장치 및 트랜스미션 등의 배치에 따라) 조금씩 가변된다. 그리고, 서브프레임의 두께 및 폭이 허용되는 경우에는 전술한 바와 같은 3점식 브라켓의 장착 없이 마운트가 직접 장착되기도 한다. 하지만, 서브프레임의 폭이 좁아짐에 따라 (그리고 서브프레임의 가공 공정상) 마운트를 장착하기 위해선 브라켓이 추가적으로 필요로 하게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 서브프레임은 형상 변화에 따라 즉, 전방멤버와 후방멤버 사이의 위치변화에 따라 파워트레인의 하중이 집중되는 마운트의 중심부(무게중심)가 결합지점들에서 멀어지면(도 1 의 'L' 길이가 멀어지면) 서브프레임의 입력점 강성이 저하되는 문제가 발생한다.
이와 같은 입력점 강성 저하는 마운트가 안착되는 브라켓의 크기를 증대시켜 하중을 분산하거나 센터브라켓을 추가 부설함으로서 어느 정도 만회할 수 있으나 이러한 방식은 중량이 증가되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 중량 증가 없이 입력점 강성을 더욱 향상시킬 수 있는 마운트와 서브프레임의 결합구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 이격된 전방멤버와 후방멤버의 양측끝단이 각각 좌측멤버와 우측멤버로 연결되어 사각 프레임 형상을 이루도록 형성되는 서브프레임과, 엔진과 트랜스미션을 지지하며 고정시키도록 상기 서브프레임의 양측에서 장착되며 하부에 레그가 형성된 마운트의 결합구조에 있어서, 상기 마운트의 레그가 볼팅되도록 볼팅홀이 형성되되, 상기 서브프레임의 외측방향으로 부분돌출되도록 서브프레임에 장착되고 돌출된 부분에는 체결홀이 형성된 마운트브라켓;을 포함하고, 상기 서브프레임은 전방에서부터 후방측으로 열(列)을 이루도록 형성된 제1결합지점, 제2결합지점 및 제3결합지점에서 좌측멤버와 우측멤버가 차체의 하부에 볼팅되되, 상기 마운트브라켓은 체결홀이 제2결합지점을 형성하도록 장착되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 마운트는 세 개의 레그가 서로 이격되어 방사형 방향으로 형성되며, 두 개의 레그는 마운트브라켓에 결합되고 나머지 하나는 상기 마운트브라켓과 이격되어 장착된 제2브라켓에 장착된다.
아울러, 상기 브라켓은 좌측멤버와 우측멤버에 각각 장착되고, 상기 제2브라켓은 후방멤버의 양측 끝단에 각각 장착되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 종래의 구조와 대비하여 부품 수를 줄일 수 있는 효과가 있으며 입력점 강성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 종래의 구조에서 센터브라켓을 삭제할 수 있으므로 서브프레임 제조시 (생산 및 원가 절감면에서) 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고, 브라켓과 분리된 제2브라켓이 추가되어 구성되므로 크기 및 형상이 다른 다양한 종류의 마운트를 서브프레임에 용이하게 결합시킬 수 있는 효과가 있다
도 1 은 종래의 서브프레임을 도시한 평면도 및 종래의 서브프레임에 마운트가 장착된 모습을 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마운트와 서브프레임의 결합구조를 도시한 도면과 브라켓 및 제2브라켓의 확대사시도,
도 3 은 마운트가 장착된 부분을 확대하여 도시한 평면도,
도 4 는 마운트가 장착된 부분을 확대하여 도시한 측면도,
도 5 는 마운트가 장착된 부분의 평면도 및 A-A 부분의 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마운트와 서브프레임의 결합구조를 더욱 상세히 설명한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 서브프레임(10)은 전후방향을 따라서 서로 이격되어 평행하게 배치된 전방멤버(10c)와 후방멤버(10d)의 양측끝단이 좌측멤버(10b)와 우측멤버(10a)로 연결되어 사각 프레임(사각 골조)을 이루도록 형성된다, 상기 좌측멤버(10b)와 우측멤버(10a)는 후방 측으로 더 연장되며 후방멤버(10d)는 (차량의 레이아웃에 따라) 약간의 굴곡이 형성된 모양을 갖도록 이뤄진다.
그리고, 전방멤버(10c)의 양끝단 즉, 전방멤버(10c)가 좌측멤버(10b) 및 우측멤버(10a)와 연결되는 모서리 부근에는 제1결합지점으로서 볼트홀이 형성된 프런트브라켓(11)이 장착된다. 그리고, 상기 프런트브라켓(11)의 후방측(도면상 아래쪽)으로는 마운트(40)가 장착되는 위치에서 마운트브라켓(20)이 장착된다.
상기 마운트브라켓(20)은 마운트(40)의 하부에 형성된 세 개의 레그(leg)(41) 중 두 개가 볼팅되도록 두 개의 볼팅홀들(22, 23)이 형성된다. 그리고, 상기 서브프레임(10)의 외측방향에서 부분적으로 돌출되도록 좌측멤버(10b)와 우측멤버(10a)에 장착된다.
상기 마운트브라켓(20)이 돌출된 부분에는 차체 하부에 볼팅 체결될 수 있도록 즉, 제2결합지점이 되도록 체결홀(21)이 형성된다. 그리고, 상기 마운트브라켓(20)과 이격되어 마운트(40)의 레그(41)가 결합되도록 볼트홀(31)이 형성된 제2마운트(30)가 장착된다.
도시된 바와 같이, 상기 마운트브라켓(20)은 일부분이 외측으로 돌출되도록 좌측멤버(10b)와 우측멤버(10a)에 장착되되, 제2브라켓(30)은 나머지 하나의 레그(41)가 결합되도록 후방멤버(10d)의 양측에 각각 장착된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 마운트(40)와 서브프레임(10)의 구조는 마운트의 중심부가 제2결합지점과 더 가까이 형성되므로 입력점 강성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 도 3 에 도시된 바와 같이, 종래의 구조에서의 결합지점(센터브라켓에 형성된 제2결합지점) 보다 본 발명의 결합지점(체결홀이 형성된 지점)은 좌우길이는 동일(x = x')하게 형성되되, 전후길이는 더 단축(y < y')되어 형성된다. 따라서, 좌우방향으로 외력이 입력될 때는 (모멘트암의 길이가 동일하므로) 종래의 구조와 동일한 수준의 강성을 확보할 수 있으며, 전후방향에서의 외력이 입력될 때는 (모멘트암의 길이가 축소되므로) 더 큰 수준의 강성을 확보할 수 있다.
아울러, 서브프레임(10)의 좌측멤버(10b)와 우측멤버(10a)의 굴곡 정도에 따라 (종래의 센터브라켓이 형성된 위치보다 마운트브라켓이 더 아래쪽에 위치하게 되면) 상하방향에서의 외력에 대해서도 더 큰 수준의 강성을 확보할 수 있다.
또한, 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구조는 서브프레임(10)의 좌측멤버(10b)와 우측멤버(10a)가 차체(더 상세하게는 차체의 사이드멤버)의 바로 아래서 더욱 밀착되므로 구조적으로 더욱 강건하게 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 결합구조는 입력점 강성의 증대뿐만 아니라 차체에 더 가깝게 밀착되어 결합될 수 있으므로 NVH(Noise, vibration, and harshness) 발생을 더욱 억제할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 서브프레임
20 : 마운트브라켓
30 : 제2브라켓
40 : 마운트

Claims (3)

  1. 서로 이격된 전방멤버와 후방멤버의 양측끝단이 각각 좌측멤버와 우측멤버로 연결되어 사각 프레임 형상을 이루도록 형성되는 서브프레임과, 엔진과 트랜스미션을 지지하며 고정시키도록 상기 서브프레임의 양측에서 장착되며 하부에 레그가 형성된 마운트의 결합구조에 있어서,
    상기 마운트의 레그가 볼팅되도록 볼팅홀이 형성되되, 상기 서브프레임의 외측방향으로 부분돌출되도록 서브프레임에 장착되고 돌출된 부분에는 체결홀이 형성된 마운트브라켓;을 포함하고,
    상기 서브프레임은 전방에서부터 후방측으로 열을 이루도록 형성된 두 개 이상의 결합지점들에서 좌측멤버와 우측멤버가 차체의 하부에 볼팅되되, 상기 마운트브라켓은 체결홀이 결합지점 중 하나를 형성하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 마운트와 서브프레임의 결합구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마운트는 세 개의 레그가 서로 이격되어 방사형 방향으로 형성되며, 두 개의 레그는 마운트브라켓에 결합되고 나머지 하나는 상기 마운트브라켓과 이격되어 장착된 제2브라켓에 장착되는 것을 특징으로 하는 마운트와 서브프레임의 결합구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 마운트브라켓은 좌측멤버와 우측멤버에 각각 장착되고, 상기 제2브라켓은 후방멤버의 양측 끝단에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 마운트와 서브프레임의 결합구조.
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